デコード命令のパターン

Question

解析中Agner Fog's "Optimizing subroutines in assembly language: An optimization guide for x86 platforms"です。 特に私は第12.7章を理解しようとしています。私が理解できない問題があります。著者は次のように書いています。

命令プロセッサでの命令解読は4-1-1パターンに従います。例12.6bのループ内の各命令の（融合された） μopsのパターンは2-2-2-2-2-1-1-1です。これは最適ではなく、 であり、デコードに6クロックサイクルかかる。これは退役の時間を超えているので、 は、例12.6bの命令デコードがボトルネックであると結論づけることができます。合計実行時間は、反復ごとに6クロックサイクル、または計算されたY [i]値に対して3クロックサイクルです。

1. それは命令デコードは4-1-1のパターンとどのようにそれを知っているし、次のことは何を意味するのでしょうか？
2. パターンforループは2-2-2-2-2-1-1-1です。しかし、それはなぜ私は知らないデコードに6サイクルかかります。どうして？

Answer 1

1. CPUのフロントエンドは、複数の（マクロ）1回のクロックサイクルで命令を復号することができます。各マクロ命令は、1つ以上のマイクロオペレーション（μOP）にデコードします。 4-1-1パターンが意味することは、第1の並列デコーダが4μopsまで復号化する複雑な命令を処理できることである。しかし、2番目と3番目のパラレル・デコーダは、それぞれ1μopにデコードする命令しか処理できません（満足できない場合、命令を消費しません）。

2. 2μopにデコードする5つの命令は、最初のデコーダで消費されなければならず、テールはある程度の並列性を許します。

   2 2 2 2 2 1 1 1 (Macro-instruction stream, μops per instruction) 
   ^ x x 
   4 1 1 (Decode cycle 0) 
   
   . 2 2 2 2 1 1 1 
   ^x x 
       4 1 1 (Decode cycle 1) 
   
   . . 2 2 2 1 1 1 
       ^x x 
       4 1 1 (Decode cycle 2) 
   
   . . . 2 2 1 1 1 
       ^x x 
        4 1 1 (Decode cycle 3) 
   
   . . . . 2 1 1 1 
        ^^^
        4 1 1 (Decode cycle 4) 
   
   . . . . . . . 1 
         ^x x 
          4 1 1 (Decode cycle 5) 
   
   . . . . . . . . (Instruction stream fully consumed)